Storion lab

📍Организация: Сколковский институт науки и технологий🏛
🧪Области науки: Молекулярное моделирование, Электрохимия, Материаловедение

Чем мы занимаемся:
Overarched by the development of new energy storage technology our lab consists of three research groups, which are complementary to each other. Cathode, anode, electrolyte design and new chemical synthesis by Stanislav Fedotov Design of electrode/electrolyte interfaces and electrochemical study by Victoria Nikitina Computational design of battery materials and atomic level understanding of electrode/electrolyte interface by Dmitry Aksyonov

Направление исследований:
— Low temperature ion insertion-based batteries
— (Photo)electrochemical hydrogen production
— Electrochemical CO2-to-fuels conversion
— Computational design of solid/solid and solid/liquid interfaces for metal-ion batteries
— Advanced study of defects in electrodes for metal-ion batteries
— Understanding cation migration barriers in oxide and phosphate based cathode materials with DFT calculations
—Development of computational framework SIMAN for high-throughput DFT calculations

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/365

#лаборатории

Новая модель поможет точнее предсказывать активность катализаторов

Ранее ученые из СПбГУ🏛выяснили, что галоген- и халькогенсодержащие катализаторы имеют разную активность, которая зависит от строения молекулы. При этом оценить ее можно не только экспериментально, определяя скорость реакции, но и теоретически — с помощью расчета электростатического потенциала. Он показывает, насколько охотно вещество будет принимать электроны от других соединений. Такой подход до сих пор использовался только для сравнения относительной эффективности различных катализаторов, однако с его помощью было невозможно точно оценить абсолютную активность. В новой работе исследователи предложили модель для вычисления электростатического потенциала, которая позволяет решить эту задачу.

Авторы провели химическую реакцию, используемую в процессе синтеза некоторых лекарств и биологически активных соединений. Для ее ускорения использовали четыре иодсодержащих органических соединения, поскольку они, с одной стороны, высокоактивны, а с другой — позволяют получить очень чистые продукты, что крайне важно в медицинской химии.

Оказалось, что наиболее точно описать ход превращения позволила модель, в которой при расчете учитывалось взаимодействие исходного вещества не только с катализатором, но и с двумя молекулами растворителя, который служил для них своего рода окружающей средой. Эта поправка к расчету позволила химикам достоверно оценить активность каждого из четырех катализаторов. Правильность предложенной модели удалось подтвердить тем, что теоретические расчеты соответствовали наблюдаемым на практике скоростям реакции.

Работа опубликована в журнале 📕Organic Chemistry Frontiers (IF = 5.46)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/432
#новости

УНУ ОПЫТНЫЙ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ИФР РАН (УНУ ОБК ИФР РАН)

📍Организация: Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН🏛
🧪Области науки: Биотехнология, Клеточная биология, Физиология растений

Чем мы занимаемся:
ОБК ИФР РАН обеспечивает проведение комплексных научных исследований в области биотехнологии высших растений. ОБК ИФР РАН включает в себя три участка: подготовительный, производственный и участок получения готовой продукции, оснащенные как отечественным, так и импортным оборудованием.

На подготовительном участке проводят работы по очистке воздуха; подготовке и стерилизации посуды и оборудования; приготовлению и стерилизации сред для культивирования; поддержанию в коллекциях культур-продуцентов; подготовке отобранных штаммов к аппаратному выращиванию. Участок укомплектован набором дистилляторов и паровых автоклавов, моющим оборудованием, стерилизационными и сушильными установками, климатическими камерами с контролируемыми условиями среды и стационарными круговыми качалками для длительного культивирования штаммов-продуцентов в колбах с системой регулирования количества оборотов (для колб 0,25 — 2,00 л), ламинарными шкафами-боксами, а также аналитическим оборудованием. Производственный участок оснащен ферментационными установками объемом от 2 до 2500 л, в которых осуществляют собственно аппаратное культивирование культур-продуцентов в лабораторных, пилотных и полупромышленных установках при одновременном мониторинге процессов роста и биосинтеза. На участке получения готовой продукции растительные клетки и адвентивные корни отделяют от культуральной жидкости, сушат, проводят анализ сухой биомассы, фасуют и укладывают на хранение. Сектор оснащен комплектом фильтрационного и сушильного оборудования, позволяющим работать с различными объемами клеточных суспензий и адвентивных корней, а также соответствующим аналитическим оборудованием для проведения химического анализа получаемой продукции (ВЭЖХ, УЭЖХ-МС, спектрофотометры).

Направление исследований:
— Получение и комплексное исследование характеристик культур адвентивных корней высших растений

— Создание и отработка промышленных биотехнологий получения ценных БАВ на основе культур клеток и органов высших растений.

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/368

#лаборатории

Физики описали столкновение тяжелых ядер с поверхностным нейтронным слоем

Кварк-глюонная плазма — уникальное агрегатное состояние вещества, возникающее при очень высоких температурах. При этом происходит разрушение не атомов, а более мелких частиц адронов, распадающихся на кварки и глюоны. В таком состоянии материя находилась в первые мгновения после Большого взрыва, затем же, по мере расширения и охлаждения Вселенной, кварки с помощью глюонов объединились в протоны и нейтроны, а эти нуклоны сформировали ядра будущих атомов.

Вполне возможно, что кварк-глюонная плазма есть где-то на просторах Вселенной и сейчас, однако этому нет доказательств. Чтобы обнаружить ее следы, ученые стараются получить такое состояние материи в лабораториях: это возможно при столкновении разогнанных на ускорителях тяжелых ядер. Физики МФТИ 🏛 и ИЯИ РАН 🏛 показали, что такие установки также могут быть использованы для изучения свойств поверхностного нейтронного слоя, который характерен для тяжелых ядер.

Авторы ранее создали модель, которая описывает процесс образования спектаторных нуклонов и ядерных фрагментов-спектаторов. Теперь они опробовали ее для решения новой задачи и выяснили, что в процессе столкновения с большим перекрытием ядер обогащенный нейтронами слой отделяется от горячей зоны подобно кожуре мандарина. Протоны и нейтроны из этой кожуры могут быть отдельно зарегистрированы и подсчитаны в специальных передних детекторах, уже много лет используемых в эксперименте ALICE на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН.

Работа опубликована в журнале 📕European Physical Journal A (IF = 3.13)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/433
#новости

Фосфатная метка оказалась важной для работы белка, связанного с лейкозом

Белки — это биологические полимеры, выполняющие разнообразные функции в нашем организме. Например, нуклеофозмин (NPM1) регулирует жизненный цикл клеток, участвует в синтезе других белков, а также влияет на выживание и развитие нейронов человека. При этом мутации нуклеофозмина могут приводить к острым миелоидным лейкемиям (рак крови), и ученые рассматривают его в качестве важного опухолевого маркера и потенциальной мишени для создания лекарственных препаратов.

Работа NPM1, его укладка и расположение в клетке контролируется с помощью различных четко скоординированных механизмов, одним из которых является взаимодействие со специальными регуляторными белками из семейства 14-3-3. Для того, чтобы повлиять на работу NPM1, белки 14-3-3 взаимодействует с ним в области, которая может содержать «фосфатную метку». Более ранние исследования показали, что она необходима для взаимодействия с 14-3-3, однако структура комплекса между двумя этими белками оставалась неизвестной.

Ученые из Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН 🏛 с коллегами из Университета штата Орегон исследовали молекулярный комплекс, который образуется при взаимодействии NPM1 с белком 14-3-3. Авторы клонировали гены этих двух человеческих белков в клетки кишечной палочки. Бактерии наработали нужные молекулы, и далее авторы выделили интересующие белки и определили структуру их комплекса. Для этого NPM1 был соединен с белком 14-3-3 с помощью искусственной гибкой перемычки, что позволило сблизить те участки белков, которые должны взаимодействовать.

Полученная с помощью кристаллографии структура комплекса белка 14-3-3 с функционально значимым фрагментом нуклеофозмина подтверждает перспективность и универсальность разработанного авторами ранее подхода, основанного на создании гибридных комплексов 14-3-3-партнер, для исследования различных комплексов с участием белков 14-3-3.

Работа опубликована в журнале 📕Biochemical and Biophysical Research Communications (IF = 3.32)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/434
#новости

Наночастицы помогли защитить ткани от тропических микроорганизмов

Широкое использование антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве приводит к появлению нечувствительных к ним бактерий, так называемых антибиотикорезистентных штаммов. Размножаясь на различных поверхностях, они могут стать причиной серьезных заболеваний растений и животных, а также человека. Поэтому создание материалов, токсичных для патогенных микроорганизмов, является крайне важной задачей.

Наночастицы некоторых оксидов металлов эффективно подавляют жизнедеятельность бактерий, грибков и простейших. При этом механизм их действия принципиально отличается от известных механизмов действия антибиотиков, что позволяет уничтожать даже микроорганизмы с множественной лекарственной устойчивостью. Интересным свойством таких оксидов является то, что, являясь токсичными по отношению к бактериям, они практически безвредны для клеток и тканей многоклеточных организмов.

При нанесении наночастиц оксидов металлов на ткань очень важно обеспечить прочное связывание наночастиц и волокон. Для увеличения устойчивости антибактериального покрытия исследователи из ИОНХ РАН 🏛 предложили использовать разработанную ими технологию ультразвуковой обработки. Высокочастотные колебания приводят к появлению в воде огромного количества очень маленьких (несколько десятков микрон) пузырьков разреженного газа.

Такой эффект «закипания» воды при комнатной температуре под действием ультразвука называется кавитацией. Кавитационные пузырьки очень нестабильны, и при их схлопывании наночастицы разгоняются до высоких скоростей, проникая глубоко в волокна ткани. Такой метод обеспечивает равномерное распределение наночастиц, допускает крупномасштабное производство и обеспечивает низкую стоимость материала. В результате такой обработки потребительские качества хлопковых тканей практически не меняются, а закрепленные в волокнах наночастицы выдерживают не менее 20 циклов стирки.

Использование технологичного способа обработки, невысокая стоимость и доступность исходного сырья, безопасность наночастиц при контакте с кожей позволяют получать ткани, долго сохраняющие высокую прочность в тропических условиях даже на открытом воздухе при относительной влажности более 90%. Такие ткани можно использовать не только для производства медицинского текстиля, но и для изготовления повседневной одежды.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Functional Biomaterials (IF = 4.90)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/435
#новости

Вещества с одинаковые свойствами могут быть разными на уровне молекул

Большинство физических и все механические свойства веществ определяются тем, как взаимодействуют между собой частицы, молекулы и атомы, входящие в их состав. Так, например, особое взаимодействие молекул воды друг с другом влияет на то, что эта жидкость закипает при температуре 100°С, при 0°С затвердевает, а также хорошо проводит звук и имеет очень большую теплоемкость.

Чтобы описать подобные «коммуникации» между частицами, атомами и молекулами, физики используют понятие потенциала взаимодействия. Эта величина определяет, с какой энергией частицы взаимодействуют друг с другом, и как эта энергия изменяется в зависимости от расстояния между ними. Между частицами возможно как притяжение, так и отталкивание, при этом в первом случае потенциал оказывается отрицательным, а во втором положительным. Когда значения потенциала близки к нулю, силы притяжения и отталкивания сбалансированы, и можно сказать, что частицы не взаимодействуют.

Благодаря такой зависимости ученые по значению потенциала могут рассчитать и предсказать физические свойства различных материалов, даже совершенно новых, еще не известных. До сих пор считалось, что у каждого вещества имеется уникальный потенциал взаимодействия, наподобие того, как каждый человек обладает неповторимым отпечатком пальца.

Ученые из Казанского федерального университета🏛 предложили использовать методы машинного обучения, чтобы определять потенциал взаимодействия в веществах, для которых экспериментально известны физические свойства. Исследователи показали, что предложенный ими подход позволяет корректно оценивать эту величину по данным о структуре материала, а также теплопроводности, теплоемкости, вязкости и другим свойствам. В результате становится возможным быстро находить вещества, которые по своим свойствам удовлетворяют конкретным требованиям, например, имеют нужную теплопроводность.

Работа опубликована в журнале 📕Physica A: Statistical Mechanics and its Applications (IF = 3.78)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/436
#новости

Новая установка помогла описать процесс повреждения армированных композитов

Углепластики, они же армированные композиты, представляют собой материалы из переплетенных волокон, погруженных в полимерные смолы. Они превосходят по механическим характеристикам металлы и сплавы, но при этом гораздо легче них. то делает такие системы очень перспективными в авиа- и ракетостроении. Вместе с тем довольно трудно предсказать, что с ними будет при долгосрочном использовании, а именно при износе. Сложность заключается в расчете остаточного ресурса композитных конструкций при длительной эксплуатации.

В отличие от металлов, для которых ученые и инженеры уже изучили процессы механического поведения при различных нагрузках, предсказать образование повреждений в углепластиках сложнее из-за их многокомпонентной структуры. Как правило, разрушения в таких составных материалах начинают формироваться на микроуровне на границе веществ. Со временем трещины размером в несколько микрон, образовавшиеся в различных областях углепластика в результате растягиваний, изгибов и ударных нагрузок, объединяются в макротрещину, и расслоение приводит к разлому композитного изделия. 

Для изучения и наглядной визуализации процессов разрушения углепластиков на микроуровне в лаборатории акустической микроскопии ИБХФ РАН 🏛 была разработана специализированная установка. Чтобы получить изображение микроструктуры композитов, исследователи применили высокочастотную ультразвуковую микроскопию, которая позволяет увидеть в объеме материала элементы размером в несколько микрометров, оставляя при этом сам композит невредимым. Образующиеся в углепластиках пустоты или разрывы хорошо видны на таких ультразвуковых изображениях. С помощью этого метода ученым удалось найти, визуализировать и описать некоторые механизмы зарождения и роста повреждений при растяжении углепластиков.

В будущем научный коллектив планирует продолжить изучение процессов трансформации и перестройки объемной микроструктуры углепластиков от микро- до макроуровня под действием различных типов механических нагрузок.

Работа опубликована в журнале 📕Composites Part B: Engineering (IF = 11.32)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/437
#новости

Биологи описали свойства прионов дрожжей

Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН🏛составили всесторонний обзор свойств дрожжевых прионов — особых белковых структур, способных стабильно размножаться и наследоваться в ряду поколений дрожжей. Прионы этих микроскопических грибов широко используются как модель для изучения нейродегенеративных заболеваний, поскольку в организме человека подобные структуры приводят к развитию заболеваний, таких как, например, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Знание свойств прионов поможет разработать лекарства от нейродегенеративных заболеваний и замедлить их развитие у пожилых людей.

Так, в статье подробно описан наиболее изученный прион дрожжей — Sup35, который участвует в контроле синтеза белков. Если в геноме микроорганизма случайно возникает мутация, преждевременно завершающая синтез белка, прион Sup35 позволяет преодолеть это нарушение. Например, дрожжи с мутацией гена ade1-14 не способны синтезировать аденин из-за того, что этот процесс прерывается в определенном месте, соответствующем мутации в гене. Это приводит к накоплению промежуточного продукта — пигмента, который придает красный цвет колониям дрожжей. Однако, если в клетке есть прион Sup35, он помогает «преодолеть» мутацию ade1-14 и довести синтез аденина до конца. В результате окрашенный продукт не накапливается и цвет колоний меняется на белый или различные оттенки розового, в зависимости от «силы» приона.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/438
#новости

Агрессивные и прожорливые микрохищники оказались членами новой супергруппы

До появления высокопроизводительных методов секвенирования культивирование и микроскопия были основными подходами для изучения разнообразия микробов. Теперь же, благодаря развитию молекулярной биологии, ученым удалось значительно расширить знания о систематике микроорганизмов, хотя в большей степени это можно сказать о прокариотах и археях. Эукариоты, особенно малочисленные группы, до сих пор изучены недостаточно, а потому неудивительно, что открытия их новых таксонов случаются так часто. 

Важное место занимают ядерные микроскопические хищники — порой кажущиеся оторванными ветками филогенетического древа, но способные пролить свет на раннюю эволюцию эукариот. Группа российских исследователей вместе с зарубежными коллегами описала новую супергруппу таких существ, которую назвали Provora, ссылаясь на агрессивное и прожорливое поведение ее представителей. Поскольку это высокоуровневый таксон, такое открытие — большая редкость.

Десять новых микрохищников были обнаружены в нескольких морских биомах: коралловые рифы Кюрасао, прибрежные отложения Черного и Красного морей и водные толщи северо-восточной части Тихого и Северного Ледовитого океанов. Все эти штаммы представляют собой маленьких, быстро плавающих и внешне ничем не примечательных жгутиконосцев, которые охотятся на других микробных эукариот, а некоторые даже на довольно крупных — в этом случае они буквально откусывают от клеток куски за счет особых лент из микротрубочек. 

От ближайших хищных «родственников» новые штаммы отличаются генетически, а потому их нельзя отнести ни к одной из таких древних и крупных групп эукариот как Haptista, Cryptista, Archaeplastida и TSAR. Есть особенности и в тонком внутреннем строении их клеток, и в активности генов. Например, удалось обнаружить фрагменты ДНК, кодирующие порообразующие цитолитические белки, похожие на таковые в иммунных клетках животных, но у Provora они важны для захвата и поглощения добычи.

Несмотря на широкое распространение и разнообразие микрохищники из нового таксона малочисленны — и именно поэтому долгое время оставались в неизвестности. Они могут посоревноваться с традиционными царствами животных, грибов и растений с точки зрения древности и уровня расхождений между ее немногочисленными описанными членами. Дальнейшие исследования и находки новых представителей супергруппы помогут проследить эволюцию не только ее, но и, возможно, всех эукариотических организмов.

Работа опубликована в журнале 📕 Nature (IF = 69.50)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/439
#новости

Лаборатория акустической микроскопии

📍Организация: Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН 🏛
🧪Области науки: Композиты, Микроскопия, Акустика

Чем мы занимаемся:
Лаборатория занимается разработкой и созданием уникальных приборов и методик ультразвукового видения высокого разрешения для исследования и изучения объемной микроструктуры материалов широкого спектра. В область интересов сотрудников лаборатории входят материалы и объекты биомедицинского назначения, композитные полимерные, керамические материалы, угле- стеклопластики аэрокосмического назначения.

Направление исследований:
— Ультразвуковой мониторинг армированных композитов

— Исследования материалов и объектов биомедицинского назначения

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/373

#лаборатории

Вирусы самособираются, начиная с японского узора кагомэ

Российские ученые предложили новую структурную модель оболочек флавивирусов, вызывающих энцефалит и геморрагическую лихорадку. Согласно ей, вирусные частицы проходят сложный цикл созревания, при котором их поверхность, вначале рыхлая и похожая на японский узор кагомэ, становится более гладкой и плотной. Это необходимо, чтобы новые инфекционные частицы могли заражать человеческие клетки. Понимание устройства и механизма созревания вирусных оболочек поможет ученым разработать вакцины и препараты для борьбы с заболеваниями, которые они вызывают.

Несмотря на то, что вирусы нельзя отнести к живым организмам, они в определенных случаях ведут себя очень похоже на них. Так, эти частицы способны размножаться и передавать свою генетическую информацию потомству. Однако это возможно, только если вирус попадет в живую клетку организма-хозяина. При этом инфекционный агент использует ресурсы своего «хозяина» для самовоспроизведения, в ходе которого копирует генетический материал (ДНК или РНК) и собирает капсиды — белковые оболочки, защищающие молекулу-носитель наследственной информации.

Из-за того, что вирусы крайне миниатюрны, их геном также невелик и может кодировать всего несколько белков, из которых состоит капсид. Поэтому оболочка вирусов обычно состоит из множества копий одного и того же белка или нескольких белков. Таким образом сборка капсида напоминает игру с детским конструктором, в котором есть всего несколько видов деталей. Интересно, что «инструкция по сборке» оболочки не кодируется вирусным геномом, а заложена в форме уже готовых белков. Так, подобно деталям конструктора, эти молекулы могут соединиться лишь определенными участками, благодаря чему капсиды собираются самопроизвольно.

Ученые из Южного федерального университета 🏛 с коллегами из Китая описали принцип сборки сложных оболочек флавивирусов — возбудителей ряда опасных заболеваний человека. Оболочка этих инфекционных агентов состоит из трех слоев: двух белковых — внешнего и внутреннего — и лежащего между ними липидного. Таким образом, помимо одного белкового слоя, характерного для всех вирусных капсидов, флавивирусы имеют два дополнительных, внешних. Они необходимы для защиты генома и взаимодействия с клетками-хозяевами и проникновения в них.

Работа опубликована в журнале 📕Biomaterials Science (IF = 7.59)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/440
#новости

Лаборатория Квантовой химии

📍Организация: Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН🏛
🧪Области науки: Квантовая химия

Чем мы занимаемся:
Теоретические исследования строения, свойств и динамики конденсированных фаз различной природы методами квантовой химии и статистической физики.

Направление исследований:
— Методы реального пространства для изучения свойств многоэлектронных систем

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/375

#лаборатории

Ученые предложили заключать радиоактивные отходы в фосфатный стеклокомпозит

Не смотря на высокий уровень развития атомной промышленности, проблема утилизации радиоактивных отходов остается актуальной. Важно правильно их захоронить — в составе специальных консервирующих систем, — чтобы не допустить их попадания в окружающую среду и распространения на большие расстояния вместе с водами. Особенно это касается высокоактивных радионуклидов, а также улетучивающихся при относительно низкой температуре.

Один из подходов заключается в том, что отходы атомной промышленности заключают в стекло. Однако этот процесс требует очень высоких, порядка 900–1300°С, температур, а потому неприменим к ряду компонентов. Так, радионуклиды 137Cs и 99Tc частично улетучиваются при 700-1000°С. Иногда в смеси бывают и соединения, мешающие стеклованию. Помимо этого, радиоактивные отходы, содержащие летучие компоненты, создают дополнительную нагрузку на промышленное оборудование из-за необходимости улавливания таких радионуклидов, поэтому продолжаются работы по поиску новых менее высокотемпературных материалов для включения в них отходов.

Сотрудники ГЕОХИ РАН🏛 предложили новые материалы для отверждения летучих радиоактивных отходов — стеклокомпозитные фосфатные материалы, изготавливаемые из стекольного порошка при средних температурах 550–750°С. Авторы показали, что что один из составов, содержащий 40% оксида железа и 60% оксида фосфора, синтезированный при 650 и 750 °С, обладает наибольшей стойкостью.

Таким образом, разработка позволит эффективнее утилизировать радиоактивные отходы и сделает этот процесс безопаснее для сотрудников и дешевле. Более того, снижение температуры синтеза материалов на несколько сотен градусов может позволить радикально снизить требования к конструкции плавильного оборудования и увеличить срок его эксплуатации.

Работа опубликована в журнале 📕Energies (IF = 3.25)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/441
#новости

Разработан новый способ получения сорбентов для жидкостной хроматографии

Жидкостная хроматография гидрофильного взаимодействия (HILIC) позволяет довольно просто разделить смесь небольших полярных соединений на полярных неподвижных фазах — химически модифицированных сорбентах, на которых есть заряженные группы. С ее помощью можно решить множество аналитических задач, в том числе и определять аминокислоты, витамины и сахара в продуктах питания.

Получить сорбенты для HILIC бывает достаточно сложно, особенно если необходимо сделать их многофункциональными. Для этого нужна специальная подготовка реагентов, также часто необходима модификация некоторых связанных функциональных групп, образующихся на поверхности неподвижной фазы.

Многокомпонентная реакция Уги включает взаимодействие аминов, карбонильных соединений, изоцианидов и органических/неорганических кислот. Она хорошо воспроизводима; ее можно проводить без выделения промежуточных продуктов как в растворе, так и в твердой фазе; варьируя исходные реагенты можно получать сорбенты для хроматографии с разной функциональностью одновременно и в одну стадию. Именно на этом процессе основан способ, предложенный сотрудниками лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии химического факультета МГУ🏛.

Ученые уже опробовали разные способы закрепления функциональных групп на поверхности частиц силикагеля и подробно изучили хроматографические свойства новых материалов. Так, колонка с сорбентом длиной всего в 10 сантиметров позволила разделить 9 сахаров за 12 минут, 7 аминокислот менее чем за 18 минут, и 7 витаминов менее чем за 10 минут. В дальнейшем авторы планируют изучить то, как влияют разные лиганды на хроматографические характеристики неподвижной фазы.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Chromatography A (IF = 4.60)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/442
#новости

Физики получили необычные световые импульсы прямоугольной и треугольной формы

Электромагнитные волны в зависимости от их длины можно разделить на три основных диапазона: инфракрасный, ультрафиолетовый, а также видимый спектр. Генерируемые в этих диапазонах короткие импульсы излучения объединяет одна особенность: все они имеют несущую частоту, принадлежащую к упомянутым диапазонам спектра. На несущей частоте напряженность электрического поля периодически и много раз меняет свое направление в соответствии с гармоническим законом.

Физики из Санкт-Петербургского государственного университета🏛и Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН🏛 предложили, как создать такие световые импульсы, в которых бы не было несущей частоты, и оставить в них только одно колебание, в котором напряженность электрического поля не меняла бы направление. В основе способа лежит использование нелинейной среды с неоднородными характеристиками, которая возбуждается, а затем это возбуждение деактивируется вторым импульсом.

Получение подобных импульсов, длительность которых крайне мала, позволит создать сверхбыстрые оптические аналоги радиоэлектронных схем, способных в сотни и тысячи раз быстрее обрабатывать и передавать информацию. Причина резкого роста информационной емкости импульсов — их униполярность, то есть в импульсе не происходит изменения направления, нет несущей, а значит резко возрастает ширина полосы частот, которая простирается от нулевого значения до, например, видимой области спектра. Информационная емкость сигнала включает все диапазоны частот от радио- и микроволнового до оптического.

При воздействии на микрообъекты униполярных импульсов такой малой длительности традиционные теории становятся неприменимы. В этом случае, как показали результаты проведенных исследований, ведущую роль играет уже электрическая площадь действующего импульса — она определяется, как интеграл от напряженности электрического поля по времени в данной точке пространства). Для обычных многоцикловых импульсов, которые получаются в лазерных установках на сегодняшний день, электрическая площадь всегда близка к нулю.

Работа опубликована в журнале 📕Physical Review A (IF = 2.97)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/443
#новости

Новая самособирающаяся капсула улучшит биодоступность нерастворимых лекарств

Кверцетин — сложное химическое соединение растительного происхождения, которое относится к витаминам группы Р и обладает противовоспалительным, противоопухолевым и спазмолитическим действием. Несмотря на эти ценные свойства, препарат редко используется врачами из-за его плохой растворимости в воде и быстрого окисления в среде организма.

Чтобы сделать кверцетин более стабильным и удобным для медицинского применения, ученые предлагают использовать pH-чувствительные системы, например нанокапсулы, которые доставляют препарат к нужным тканям и при определенной кислотности среды высвобождают его. Так, например, среда в желудке всегда кислая, в двенадцатиперстной кишке — щелочная, а в крови, через которую лекарство и попадет в целевой орган, — слабощелочная, ближе к нейтральной.

Исследователи из Казанского федерального университета🏛, разработали сложные химические комплексы из положительно и отрицательно заряженных частиц — катионов и анионов, которые создают оболочку вокруг нужной молекулы. В качестве блоков для сборки комплексов авторы использовали пилларарены — нетоксичные для человека органические молекулы. Они растворимы в воде и самостоятельно собираются в сферические наночастицы.

В связи с тем, что эти химические комплексы планируется использовать в медицине, авторы проверили их на безопасность для клеток. В результате теста на фибробластах и клетках карциномы молочной железы человека не было выявлено какой-либо токсичности. Ученые выбрали именно эти линии, так как они являются одними из наиболее распространенных для исследований цитотоксичности противоопухолевых препаратов.

Новая система pH-чувствительной доставки лекарств нацелена на те органы и ткани, где среда нейтральная или слабощелочная. Авторы экспериментально доказали, что разработанные ими капсулы высвобождали кверцетин только в таких условиях, тогда как в кислых растворах, имитирующих желудочных сок, комплексы оставались стабильными. Это свойство позволит капсулам доставлять активное лекарство в нужные ткани и предотвратить его преждевременное окисление и потерю активности.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Molecular Liquids (IF = 6.63)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/444
#новости